Detecting forest landcape boundary between Mountain Birch and evergreen eoniferous forest in the northern slope of Changbai Mountain

Boundaries between different forest types in Changbai Mountain Eatern China are results from complex interactions between forest ecosystems,topogrphy,and geomorphology.Detecting and quantifying the transitional zones are highly important since high environmental beterogeneity and biodiversity are ofter found within these zpmes.In this study,we used GIS and multivariate statistics techniques(PCA and MSWA) to analyze data from Landsat TM satellite imageries and quantitatively determined the positions and widths of the landscape boundary betweeen mountain birch and evergreen coniferous forests in the northern slope of Changbai Mountain.The results showed that the widths of the landscape boundary ranges from 30-50 m while using the MWW A or/and PC method.Such detected widths are consistent with field transect data that suggest a 50m tranistional zone width.The results further suggest that TM data can be used in combination with GIS and statistical techniques in determining forest landscape boundaries.MSWA is more reliable than PCA,while PCA can also be used to determine the landscape boundary when transects are properly located.     

Simulating sensitivities of Changbai Mountain forests to potential climate change

ＳｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＣｈａｎｇｂａｉＭｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔｓｔｏｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ￥ＹａｎＸｉａｏｄｏｎｇ；ＺｈａｏＳｈｉｄｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ．Ｃｈ...     

Trend surface analysis of forest landscape pattern in Guandishan forest region of Shanxi,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｍｏｓｔａｌｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｓａｒｅｓｐａｔｉａｌｙｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｓａｉｃｓｏｆｌａｎｄｃｏｖｅｒｏｒｈａｂｉｔａｔ（Ｆｏｒｍａｎ，１９９５）．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｒｓｐａｔ...     

近30年秦岭东西两县区森林景观类型的时空变化

在3S技术的支持下,分别以秦岭东部商南县和西部略阳县的1978年多波段扫描仪(MSS)、1990年专题制图仪(TM)、2001年增强型专题绘图仪(ETM)和2006年专题制图仪(TM)影像图为基础,提取并分析了秦岭东西两县森林景观类型的时空变化.结果表明,从景观类型看,商南县以阔叶林和灌丛为主,分别占57.63%、18.51%,略阳县以阔叶林、针叶林和灌丛为主,分别占39.74%、17.69%和17.20%,近30年两县各类森林景观的变化趋势和幅度存在明显差异,商南县的变化幅度大于略阳县.从景观结构看,商南县各景观类型的分离度、破碎度指数的变化大于略阳县,即近30年来商南县各森林景观人为干扰的程度大于略阳县,人口、工业化程度、农业发展情况以及政府政策是引起两县森林景观类型差异性的主要原因.     

东北典型林区土壤黑碳分布特征及影响因素

以长白山、小兴安岭和大兴安岭三大东北林区为研究对象,研究了各区域森林土壤的黑碳含量和密度等分布特征,并对比林型、地形和火烧强度等研究结果,探讨了上述因素对黑碳分布特征的影响.研究表明,东北森林土壤的黑碳分布在垂直方向上差异显著,表现为表层(A11层)亚表层(A1 2层)(p0.01),3个区域内表层土壤黑碳含量大小表现为:大兴安岭长白山小兴安岭,黑碳密度大小为:长白山大兴安岭小兴安岭.长白山林区不同林型的黑碳含量和密度存在明显差异,杨桦次生林显著高于原始阔叶红松林(p0.01);小兴安岭林区,同一土层不同坡位土壤黑碳含量和密度均表现为:下坡上坡(p0.01),不同坡向均表现为:阳坡阴坡(p0.05);不同火烧强度下大兴安岭森林土壤黑碳含量和密度也有差异:对照轻度火烧中度火烧重度火烧,且对照与中度、重度火烧强度间均差异显著(p0.01).综上可知,林型、坡位和火烧强度是影响东北森林土壤黑碳分布的重要因素,但各林区主控因素不同.     

长白山自然保护区生态系统碳平衡研究

运用已建立的EPPML生物地球化学循环模型,对1995年长白山自然保护区生态系统的碳平衡状况进行了模拟.模拟结果表明,该保护区植被的年净初级生产力[NPP(碳量)]为1.332×10⁶t·a^-1,以阔叶红松林和云冷杉林最高,分别为0.540×10⁶t·a^-1和0.428×10⁶t·a^-1.这2种林型是长白山面积最大、生产力最高的林型,其生产力的模拟结果对整个保护区的碳循环和碳平衡影响最大,前者的准确性决定了后者的可靠性.总的来说,模拟值不仅在整个保护区不同植被带和气候带的相对比较中是符合常规的,而且在与相当分散的实测数据的绝对比较中也是比较准确的.该保护区的植被具有明显的碳汇功能,主要表现为植被碳量的增长,每年增长约1.058×10⁶t·a^-1.阔叶红松林的年碳量增长最大(0.452 × 10⁶t·a^-1),云冷杉林其次(0.339×10⁶t·a^-1)这2种林型对整个保护区的碳汇功能起着至关重要的决定性作用.其它依次为:长白落叶松林、阔叶林、草甸、灌丛、高山苔原、岳桦林和高山流砾滩草类.1995年该保护区土壤有机质的分解碳量比凋落物碳量高0.169×10⁶t·a^-1,除草灌土壤出现有机质的积累,高山苔原和高山流砾滩土壤有机质的分解与积累处于近似平衡状态外,乔木林下土壤有机质的分解量均为凋落物量的1.5～2.0倍.     

长白山背景站大气VOCs浓度变化特征及来源分析

挥发性有机物(VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物.为研究中国东北背景地区大气中VOCs浓度和变化特征,应用苏码罐采样技术、三步冷冻浓缩和GC/MS联用技术测定了长白山大气本底站中的VOCs组成、浓度及季节变化,并利用PCA(principal component analysis)受体模型初步解析了白山大气中VOCs来源.结果表明,长白山地区TVOCs年平均浓度(体积分数)为10.7×10~(-9)±6.2×10~(-9),其中卤代烃所占比例最高,占VOCs总浓度的37%,其次是烷烃33%、芳香烃15%、烯烃15%.长白山地区TVOCs呈现明显的季节变化,变化特征为春季﹥秋季﹥夏季﹥冬季,春季大气中的TVOCs浓度显著(P﹤0.05)高于其他季节.利用主成分分析VOCs物种,提取出5个因子,分别归纳为交通源、液化石油气(LPG)、生物源、燃烧源和区域工业输送.结合HYSPLIT-4.0后向轨迹模型,分析周边区域传输对VOCs物种浓度的影响,发现来自西南向气团传输是长白山VOCs物种浓度增加的主要原因.     

Spatial variations of Pb in the vertical zone of the soil-plant system in the Changbai Mountain National Nature Reserve

The characteristics of vertical and horizontal variations of lead element (Pb) in soil-plant system of vertical zone in Changbai Mountain National Nature Reserve(CNNR)were studied.The results showed that Pb concentrations in soils of vertical zone are all above 25mg/kg,and the average Pb concentration of each soil zone negatively correlates its degree of variation,i.e.brown coniferous forest soil zone has the lowest average Pb concentration of four soil zones,and the highest horizontal variation;however,mountain soddy forest soil has the highest average Pb concentration,and the lowest horizontal variation;the average concentration of plant Pb of each plant zone is lower than the worldwide average level of Pb in plant(Clarke),respectively,and plant Pb content order is consistent with soil Pb content order,but their horizontal variations are different from those in soil zones,the variation of mountain tundra forest zone is highest,but Betula ermanii forest zoner the lowest.Vertical variation of plant Pb is obviously higher than that in soils with variation coefficient of 89.76%;the enrichment capability of plant for Pb is depended on the plant types and the different organs of plant;parent material and parent rock,pH values,soil organic matter and soil particle fraction etc.are the main factors influencing variations of Pb contant in soil-plant system of vertical zone in CNNR.     

1977-2017年萨吾尔山冰川变化及其对气候变化的响应

利用1977年MSS和1989年、1998年、2006年TM及2017年OLI/TIRS遥感影像资料,通过目视解译和GIS技术,提取萨吾尔山地区五个时期的冰川信息,同时对研究区周边气温降水的趋势性和周期性进行分析,探讨该地区最近40年冰川对气候变化的响应。研究表明： （1）1977-2017年,研究区冰川总面积减小了10.51 km²,退缩45.72%,退缩速率为1.14%·a^-1,且冰川处于加速退缩阶段;（2）冰川规模越小,退缩越快;（3）南坡退缩速度最快,东南坡和西南坡次之,东北坡退缩最慢,冰川退缩率在5°~40°坡度大体呈现随坡度增大而增加的趋势;（4）研究区正处于气温上升期,降水增加期,降水量增加幅度不能弥补由气温升高造成的冰川消融,引起冰川退缩速率不断加快;（5）与其他因素主导区域的冰川相比,研究区冰川退缩率较高,面积较小的冰川占比较多是形成这一结果的另一因素。     

长白山高山冻原氮素生物循环及与北极冻原的对比

利用分室模型对长白山高山冻原系统氮素生物循环进行了研究;利用植物属种共有率对长白山高山冻原与北极冻原进行了对比研究.结果表明,长白山高山冻原植物区系中有89.3%的属和58.6%的种与北极冻原共有,其中地衣、苔藓和维管束植物与北极冻原相似类群属和种的共有率分别为95.5%和58.7%、82.1%和76.3%、93.1%和40.5%.这种高度的共有率决定了长白山高山冻原和北极冻原的植物区系和植被外貌具有高度相似性.长白山高山冻原植被-土壤系统总氮净储存为 65 220.6 t,其中土壤库占99.3%.长白山高山冻原系统中氮在各个分室的储存量分别是:植被库237.4 t;凋落物库145.3 t;土壤库64 837.9 t.地上植物活体、地下根系、凋落物中氮素年转移量分别为: 131.7 t·a^-1, 58 t·a^-1和73.7 t·a^-1.     

应用景观生态学方法对大兴安岭森林植被变化进行分析

应用景观生态学基本理论、选用基本方法对大兴安岭（黑龙江省管辖范围内）森林植被的变化进行了分析,其结果由于林木采伐等人为活动对其干扰,使得森林景观发生了根本性的变化,导致原始林斑块数量增多,森林在景观中的面积减少,森林的斑块形状趋于不规则,森林内部生境的面积减少。而森林的斑块被隔离,导致生物多样性下降,景观破碎程度逐期加大。     

1960—2019年秦岭气候带界限的变化研究

受全球变化的影响,温度带边界在空间上的变化呈现出向高纬度方向显著移动的趋势,其中亚热带区空间分布对全球变暖的响应较为敏感,对其边界空间变化特征的研究对于认识全球变化对自然景观的潜在影响具有重要科学意义。基于秦岭及其周边74个气象站点1960—2019年日均气温数据,选取保证率80%的日均温≥10 ℃持续日220天等值线和1月0 ℃等温线为北亚热带北界指标,探讨了近60年气候变暖背景下秦岭气候带界限的变化趋势。研究表明：（1）1960—2019年秦岭日均温≥10 ℃持续日呈显著上升趋势,其变化率为3.268 d/10 a;秦岭1月平均气温呈弱显著上升趋势,其变化率为0.179 ℃/10 a。（2）60年来秦岭北亚热带北界发生了明显的抬升,平均抬升高度约为228.89 m;从经度上看,中段106°~111°E范围内北亚热带北界的变化最为强烈,60年来上升高度达308.81 m,明显高于东西北三段（东段上升165.69 m,西段上升243.33 m,北段上升267.01 m）。（3）60年来秦岭北亚热带过渡带出现了明显的攀升,且向北移动;秦岭以北“跨越式”地出现北亚热带气候格局。气温突变后,秦岭北亚热带过渡带形成从秦岭南坡延伸到秦岭东部,并向北推进向西进入关中平原的格局,秦岭南坡作为北亚热带和暖温带的分界作用有所减弱。随着气候的变暖,秦岭北亚热带过渡带可能部分或整体转变为北亚热带,北亚热带将从秦岭南坡到秦岭北坡呈连续带状分布,北亚热带北界可能会跨越秦岭山脉。     

基于RS和GIS的贺兰山高山林线初步研究

论文基于RS和GIS方法,运用Landsat 8-OLI影像和DEM数据获取贺兰山高山林线分布信息,并对林线植被NDVI特征和林线分布特征进行研究。结果表明：1）生长季初期山地针叶林和高山灌丛草甸NDVI值差异明显,两种植被NDVI栅格像元的分布及其数量在山地垂直空间的变化指示出贺兰山2 900~3 200 m海拔范围出现高山林线现象。2）贺兰山高山林线主要分布在中部顶峰周边区域,林线上边界平均高度3 106 m,下边界平均高度3 022 m。主山脊两侧区域的东坡和北坡林线的平均高度较高,西坡和南坡低。3）山地针叶林与高山灌丛草甸NDVI栅格数据可以作为影像分类数据的补充,对影像分类方式确定的高山林线分布区域进行修正,能够提高林线提取的准确性。     

武夷新区土地利用变化及景观格局研究

以2010年的LandsatTM遥感影像图和武夷新区总体规划中新区2030年土地利用规划图为基础数据,在RS和GIS技术支持下,结合马尔科夫模型和景观生态学方法分析了未来武夷新区的土地利用与案观格局变化。结果表明：在规划实施后,建设用地通过占用耕地和林地而大面积增加,使得林地和耕地相应减少,人类活动对景观的干扰强度增大,区域景观斑块形状趋于规则简单化,斑块总数有所减少,平均斑块面积增大,景观连接度增强,破碎化程度降低,景观多样性增加。     

围垦对海滨地区景观演变及其质心移动的影响——以盐城保护区部分区域为例

将盐城国家级自然保护区(新洋港-四卯酉河段)划分为未围区和围垦区,根据1984-2013 年6 个时相的景观资料,运用RS、GIS 技术和景观生态学方法,分析围垦活动影响下海滨湿地景观格局演变差异。结果如下:①未围区始终保持以自然景观为主,2013 年面积比例占84.6%;1984-2013 年,芦苇和互花米草湿地面积分别增长了4 770.6 和4 202.8 hm²,而碱蓬湿地面积减少了2 656.7 hm²。围垦区大致以2000 年为界,景观结构由自然景观占主导转为人工景观为主;除互花米草外自然植被面积呈下降趋势,而人工景观中水产养殖塘面积不断上升,2013 年比例达60.5%。②未围区景观破碎度自1995 年以后变幅较小,且保持在较低水平,维持在0.27~0.28,斑块形状趋于复杂、自然,景观多样性呈上升趋势,1984-2013 年上升了0.19。围垦区破碎化程度上升明显,1984-2013 年上升了0.27,整体景观趋于简单规则,景观多样性呈下降趋势,1984-2013 年下降了0.26。③未围区景观演变驱动力以自然因素为主,景观类型质心移动具有距离较为连续、方向相对单一的特征。而围垦区由于人类活动介入,围垦区景观类型质心移动更多地表现出无序多变、错综复杂的特征。     

3S技术在生态环境质量监测与评价中的应用

以中巴地球资源卫星(CBERS-1)和美国陆地卫星TM(Landsat TM)遥感信息为数据源,采用3S(GPS、RS、GIS)技术对抚顺生态环境质量进行了评价,结果表明,研究区内景观空间格局基本构型以森林为主的景观结构,生态体系功能状况较好。     

基于GIS的煤矿区景观格局时空变化分析——以呼伦贝尔市某煤矿为例

在GIS平台和Fragstats 4．1软件的支持下,本文以1989年和1999年的TM影像,2012年的资源三号卫星影像为数据源,利用景观／斑块类型面积、斑块所占景观面积的比例、斑块密度、最大斑块指数、总边缘长度、边缘密度、香农多样性指数、蔓延度指数等景观特征指标,对呼伦贝尔市某煤矿区的景观特征动态变化进行分析。结果显示：该煤矿区20多年来景观格局有了很大变化,景观类型由1989年的水域、草地、未利用地为主导变为2012年以未利用地、草地、耕地为主导,其中因人类工业活动和人工复垦导致工矿景观、道路景观、林地景观和耕地景观面积增加,而原来占绝对优势的水域景观面积则大幅减小。     

长白山地区大气气态总汞含量的季节性特征研究

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran(R) 2537A),于2005-08～2006-07对长白山地区大气气态总汞进行了连续1a的野外观测.结果表明,长白山地区气态总汞的年平均含量为(3.22±1.78)ng·m-3,按季节表现为:冬季＞春季＞秋季＞夏季.长白山地区气态总汞含量高于北半球大气汞含量的背景值(1.5～2.0 ng·m-3),表明该地区已受到一定程度的大气汞污染.在对长白山地区气态总汞来源的解析中,该区频率最高的指示风向西南(SW)、西北(NW)和非主导风向东北(NE)方位上,城镇人为采暖、燃煤以及对生物燃料的使用成为该地区的气态总汞的主要来源,而土壤释放或其他来源的大气汞经中长距离的迁移也是造成该区域大气汞含量升高的原因.     

自然条件下海滨湿地土壤生态过程与景观演变的耦合关系

景观过程与格局的相互关系与耦合机制,已经成为景观生态学研究的重要问题。以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4-5月对海滨湿地土壤采样分析,运用典范对应分析、主成分分析、线性回归模拟以及空间代替时间的方法,探索土壤生态过程与景观演变之间的耦合关系。结果显示:①典范对应分析表明,土壤过程能够很好地响应海滨湿地景观格局,从陆到海,5种景观类型有序地、按逆时针方向分布在CCA排序轴上,土壤过程与景观类型之间表现出不同的相关性。②通过主成分分析表明,三个主成分能够有效地响应景观格局。主成分与景观类型相关性排序表现为:第一主成分(土壤养分),米草沼泽>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽>芦苇沼泽>碱蓬芦苇交错带;第二主成分(盐度),碱蓬沼泽>碱蓬米草交错带>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>芦苇沼泽;第三主成分(有机质和水分),芦苇沼泽>米草沼泽>碱蓬芦苇交错带>碱蓬米草交错带>碱蓬沼泽。③运用空间代替时间,以样地到海堤的距离作为时间变量,主成分与景观演变之间相关性较好。多元回归结果显示:三个主成分与碱蓬沼泽→碱蓬米草交错带→米草沼泽时间序列的相关系数为0.859 2;与碱蓬沼泽→碱蓬芦苇交错带→芦苇沼泽时间序列的相关系数为0.892 8。土壤生态过程的改变是景观演变的重要动力,而景观的变化进一步引起土壤生态要素的改变,盐城海滨湿地景观演变就是在这种格局与过程的交互作用下,芦苇沼泽与米草沼泽不断扩张、碱蓬沼泽不断萎缩的过程。     

长白山温带森林单萜烯排放模拟

于2010年夏季,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在长白山温带森林铁塔上测量了挥发性有机物(VOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、光合有效辐射(PAR)等,初步获得长白山阔叶林单萜烯的排放通量.同时,利用PAR能量守恒原理,建立了冠层尺度上单萜烯排放的经验模式.结果发现,模拟结果与测量结果比较一致,平均而言,模拟值高出测量值约20%～40%.采用不同方法对经验模式进行了检验,结果表明,采用比较各个采样时段平均值的方法可行,而且经验模式对于2010年夏季不同采样时段的平均值也给出了较好的模拟结果,其模拟值高出测量值约20%～24%.